JPH0749589B2 - 炭素質燃料の部分酸化方法 - Google Patents
炭素質燃料の部分酸化方法Info
- Publication number
- JPH0749589B2 JPH0749589B2 JP25300090A JP25300090A JPH0749589B2 JP H0749589 B2 JPH0749589 B2 JP H0749589B2 JP 25300090 A JP25300090 A JP 25300090A JP 25300090 A JP25300090 A JP 25300090A JP H0749589 B2 JPH0749589 B2 JP H0749589B2
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- Japan
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- carbonaceous fuel
- gas
- combustion furnace
- partial oxidation
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- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は炭素質燃料を部分酸化してH2,COを含む合成ガ
ス、還元ガスあるいは燃料ガス等を製造するための方法
に関する。
ス、還元ガスあるいは燃料ガス等を製造するための方法
に関する。
［従来の技術］ 石炭等の固体の炭素質燃料を燃焼炉内にて水蒸気の存在
下で酸素により燃焼させてCO,CO2及びH2等を含むガスを
発生させる炭素質燃料の部分酸化方法は従来より知られ
ている。
下で酸素により燃焼させてCO,CO2及びH2等を含むガスを
発生させる炭素質燃料の部分酸化方法は従来より知られ
ている。
この炭素質燃料の部分酸化方法により発生したCO,CO2,H
2等を含むガスは合成ガス、還元ガス、燃料ガス等とし
て使用する。
2等を含むガスは合成ガス、還元ガス、燃料ガス等とし
て使用する。
従来、石炭等の固体の炭素質燃料を燃焼炉に供給する方
法として、固体の炭素質燃料を水スラリ（例えば石炭／
水スラリCWM）となし、このスラリのまま燃焼炉に供給
する方法がある。この湿式フィード方法はポンプにて炭
素質燃料を燃焼炉に供給でき、設備が簡素化され、燃料
の供給も安定化する。
法として、固体の炭素質燃料を水スラリ（例えば石炭／
水スラリCWM）となし、このスラリのまま燃焼炉に供給
する方法がある。この湿式フィード方法はポンプにて炭
素質燃料を燃焼炉に供給でき、設備が簡素化され、燃料
の供給も安定化する。
［発明が解決しようとする課題］ 従来のように固体炭素質燃料のスラリを用いた部分酸化
方法においては、スラリ中の水分を蒸発させる熱エネル
ギーは炭素質燃料の酸化により発生されている。このた
め炭素質燃料の一部をCO2まで酸化して多量の熱エネル
ギー（燃焼熱）を発生させる必要がある。この結果、従
来の固体炭素質燃料の部分酸化方法においてはCO2生成
量が多く、COの収量が少ないという問題があった。
方法においては、スラリ中の水分を蒸発させる熱エネル
ギーは炭素質燃料の酸化により発生されている。このた
め炭素質燃料の一部をCO2まで酸化して多量の熱エネル
ギー（燃焼熱）を発生させる必要がある。この結果、従
来の固体炭素質燃料の部分酸化方法においてはCO2生成
量が多く、COの収量が少ないという問題があった。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、炭素質燃料を燃焼炉内にて部分酸化させて少
なくともCO,CO2及びH2を含むガスを発生させる炭素質燃
料の部分酸化方法を改良したものである。
なくともCO,CO2及びH2を含むガスを発生させる炭素質燃
料の部分酸化方法を改良したものである。
本発明では、炭素質燃料のスラリを加熱して炭素質燃料
粉粒体と蒸気との混合物とし、この混合物を前記燃料炉
に供給する。
粉粒体と蒸気との混合物とし、この混合物を前記燃料炉
に供給する。
本発明において、CWMを加熱して水蒸気とする場合、水
蒸気の圧力は燃料炉の炉内圧力とバーナ圧損との和より
も高くなるようにする。
蒸気の圧力は燃料炉の炉内圧力とバーナ圧損との和より
も高くなるようにする。
本発明において、炭素質燃料としては炭素を含む固体燃
料であれば良く、石炭、石炭コークス、石油コークス等
が例示される。
料であれば良く、石炭、石炭コークス、石油コークス等
が例示される。
この固体炭素質燃料を部分酸化させるに際しては、固体
炭素質燃料の水スラリを調製し、これを加熱して炭素質
燃料粉粒体と水蒸気との混合物として燃焼炉内に供給す
る。この際、空気、酸素富化空気又は実質的に純粋な酸
素を燃焼炉内に供給する。
炭素質燃料の水スラリを調製し、これを加熱して炭素質
燃料粉粒体と水蒸気との混合物として燃焼炉内に供給す
る。この際、空気、酸素富化空気又は実質的に純粋な酸
素を燃焼炉内に供給する。
炭素質燃料の水スラリを加熱して水分を蒸発させるため
の加熱手段としては、廃熱利用型加熱器（蒸発器）が好
適であり、この加熱器の熱源としてはこの部分酸化工程
で発生する廃熱を用いるのが好ましい。この加熱器とし
ては、まずスラリの沸点近くまで予熱器で予熱した後、
蒸発器で蒸発させるよう構成したものが好ましい。
の加熱手段としては、廃熱利用型加熱器（蒸発器）が好
適であり、この加熱器の熱源としてはこの部分酸化工程
で発生する廃熱を用いるのが好ましい。この加熱器とし
ては、まずスラリの沸点近くまで予熱器で予熱した後、
蒸発器で蒸発させるよう構成したものが好ましい。
炭素質燃料の粉粒体を燃焼炉に送る場合、水蒸気の他に
窒素ガス、水素ガス、炭酸ガス、一酸化炭素ガスなどを
キャリアガスとして添加しても良い。
窒素ガス、水素ガス、炭酸ガス、一酸化炭素ガスなどを
キャリアガスとして添加しても良い。
この部分酸化により、CO,CO2,H2,CH4,H2S,N2,水蒸気等
を含むガスが発生する。
を含むガスが発生する。
［作用］ 本発明方法によると、炭素質燃料の水スラリ中の水分が
蒸気となってから炭素質燃料と水蒸気とが燃焼炉に供給
される。従って、この炭素質燃料の燃焼エネルギーは水
の気化熱に消費されない。この結果、炭素質燃料のうち
CO2まで酸化されるＣ分が少なくなり、その分だけCOの
収量が増加する。
蒸気となってから炭素質燃料と水蒸気とが燃焼炉に供給
される。従って、この炭素質燃料の燃焼エネルギーは水
の気化熱に消費されない。この結果、炭素質燃料のうち
CO2まで酸化されるＣ分が少なくなり、その分だけCOの
収量が増加する。
［実施例］ 実施例１ 第１図は本発明方法を実施するのに好適な装置の系統図
である。
である。
第１図において、炭素質燃料（本実施例では石炭）と水
とがミル１に供給され、スラリ（CWM）となる。このCWM
はスラリタンク２、スラリポンプ３と経て沸点近くの温
度まで予熱器４で加熱された後蒸発器５で水分の蒸発が
行なわれる。水蒸気と石炭粉粒体とは燃焼炉６のバーナ
７へ送られる。バーナ７へは酸素も供給されている。
とがミル１に供給され、スラリ（CWM）となる。このCWM
はスラリタンク２、スラリポンプ３と経て沸点近くの温
度まで予熱器４で加熱された後蒸発器５で水分の蒸発が
行なわれる。水蒸気と石炭粉粒体とは燃焼炉６のバーナ
７へ送られる。バーナ７へは酸素も供給されている。
燃焼炉６内の上部には耐火物８で内張りされて燃焼室９
が形成されている。燃焼炉６の下部はガス洗浄室10とな
っており、燃焼室９はスロート部11を介してガス洗浄室
10に連通している。ガス洗浄室10内には水が中途高さま
で張られており、下端がこの水に没するように筒状のデ
ィップチューブ12及びドラフトチューブ13が同軸的に設
けられている。
が形成されている。燃焼炉６の下部はガス洗浄室10とな
っており、燃焼室９はスロート部11を介してガス洗浄室
10に連通している。ガス洗浄室10内には水が中途高さま
で張られており、下端がこの水に没するように筒状のデ
ィップチューブ12及びドラフトチューブ13が同軸的に設
けられている。
図示はしないが、ディップチューブ12の上部内周面に水
を供給し、該内周面に水膜を形成するためのクエンチリ
ングが設けられている。
を供給し、該内周面に水膜を形成するためのクエンチリ
ングが設けられている。
燃焼炉６に設けられたガス取出口14から取り出されたガ
スはベンチュリースクラバ15、ガススクラバ16を経て脱
塵された製品ガスとなるガススクラバ16には後述のセト
ラ18から水が供給される。必要に応じ水が新規にこのセ
トラ18からの戻水に足される。ガススクラバ16の底部か
ら抜き出された水は前記ガス洗浄室10とベンチュリスク
ラバ15とに戻される。
スはベンチュリースクラバ15、ガススクラバ16を経て脱
塵された製品ガスとなるガススクラバ16には後述のセト
ラ18から水が供給される。必要に応じ水が新規にこのセ
トラ18からの戻水に足される。ガススクラバ16の底部か
ら抜き出された水は前記ガス洗浄室10とベンチュリスク
ラバ15とに戻される。
ガス洗浄室10の底部からはスラグがロックホッパ17を経
て抜き出される。また、粒子含有水がセトラ18に抜き出
され、沈降分離されて系外に排出される。
て抜き出される。また、粒子含有水がセトラ18に抜き出
され、沈降分離されて系外に排出される。
このように構成された炭素質燃料の部分酸化方法におい
て、炭素質燃料、水蒸気及び酸素がバーナ７を介して燃
焼炉６内に供給され、燃焼室９内において、炭素質燃料
の部分酸化が行なわれる。この部分酸化反応により、主
として、CO,H2,CO2よりなり、少量のH2S,N2,CH4を含
み、さらに未熱カーボンや微量のアッシュ分を含むガス
が発生する。このガスはガス洗浄室10内のディップチュ
ーブ12とドラフトチューブ13との間を通り、カーボン、
アッシュの除去処理を受けた後、ベンチュリースクラバ
15でさらにダスト除去処理を受け、次いでガススクラバ
16にて残存する微量のカーボンも除去される。
て、炭素質燃料、水蒸気及び酸素がバーナ７を介して燃
焼炉６内に供給され、燃焼室９内において、炭素質燃料
の部分酸化が行なわれる。この部分酸化反応により、主
として、CO,H2,CO2よりなり、少量のH2S,N2,CH4を含
み、さらに未熱カーボンや微量のアッシュ分を含むガス
が発生する。このガスはガス洗浄室10内のディップチュ
ーブ12とドラフトチューブ13との間を通り、カーボン、
アッシュの除去処理を受けた後、ベンチュリースクラバ
15でさらにダスト除去処理を受け、次いでガススクラバ
16にて残存する微量のカーボンも除去される。
しかして、燃焼炉６に供給される水分は蒸気になってい
るので、燃焼炉６内で発生する炭素質燃料の燃焼熱は水
の気化に消費されない。この結果、CO2発生量が少なく
なり、CO収量が増大する。
るので、燃焼炉６内で発生する炭素質燃料の燃焼熱は水
の気化に消費されない。この結果、CO2発生量が少なく
なり、CO収量が増大する。
次に具体的な運転実施例について説明する。
炭素質燃料として、次の組成（重量％）の石炭を用い
た。
た。
Ｃ 66.8（wt％） Ｈ 5.0（wt％） Ｎ 1.7（wt％） Ｓ 4.2（wt％） Ｏ 7.3（wt％） 灰分 15.0（wt％） 発熱量 6910（kcal/kg） 石炭、酸素の供給量は次の通りとした。なお、CWMの石
炭濃度は石炭／（石炭＋水）として55％である。
炭濃度は石炭／（石炭＋水）として55％である。
石炭 1000kg/h 酸素 567Nm3/h また、燃焼炉６内の温度は1400℃、圧力は40kg/cm2Gと
した。CWMを加熱して250℃の石炭粒子−水蒸気混合物と
し、これをバーナ７に供給した。
した。CWMを加熱して250℃の石炭粒子−水蒸気混合物と
し、これをバーナ７に供給した。
この結果、燃焼炉６からの取出ガス組成及び各成分ガス
量は次の第１表の通りであった。
量は次の第１表の通りであった。
実施例２ 主な運転条件を次の通りとしたほかは実施例１と同様に
して石炭の部分酸化を行なった。結果を第２表に示す。
して石炭の部分酸化を行なった。結果を第２表に示す。
石炭 1000kg/h 酸素 542Nm3/h CWMの加熱温度は400℃とした。
実施例３ 石炭−水蒸気の混合物に対し、窒素ガスをキャリアガス
として104kg/hの割合で添加した。その他の主な運動条
件を次の通りとしたほかは実施例１と同様にして石炭の
部分酸化を行なった。結果を第３表に示す。
として104kg/hの割合で添加した。その他の主な運動条
件を次の通りとしたほかは実施例１と同様にして石炭の
部分酸化を行なった。結果を第３表に示す。
石炭 1000kg/h 酸素 547Nm3/h CWMの加熱温度は実施例１と同じく250℃とした。
比較例１ 第１図の装置において、予熱器４及び加熱器５を省略
し、CWMを燃焼炉６に直接に供給するようにした。
し、CWMを燃焼炉６に直接に供給するようにした。
主な運転条件を次の通りとした他は実施例１と同様にし
て石炭の部分酸化を行なった。結果を第４表に示す。
て石炭の部分酸化を行なった。結果を第４表に示す。
石炭 1000kg/h 酸素 642Nm3/h 実施例４ 第２図は、第１図の装置において燃焼炉６からのガス
を、一旦放射伝熱クーラ21経由にて対流伝熱クーラ20に
導くようにした実施例方法に用いられる装置系統図であ
る、22は放射伝熱クーラ及び対流伝熱クーラ20にわたっ
て設けられた伝熱チューブであり、高圧水蒸気を発生さ
せ得るようになっている。なお、ガススクラバ16の底部
から抜き出された水は全量がセトラ18に送られて固液沈
降分離される。分離された水の一部はガススクラバ16に
戻される。
を、一旦放射伝熱クーラ21経由にて対流伝熱クーラ20に
導くようにした実施例方法に用いられる装置系統図であ
る、22は放射伝熱クーラ及び対流伝熱クーラ20にわたっ
て設けられた伝熱チューブであり、高圧水蒸気を発生さ
せ得るようになっている。なお、ガススクラバ16の底部
から抜き出された水は全量がセトラ18に送られて固液沈
降分離される。分離された水の一部はガススクラバ16に
戻される。
この第２図の装置において実施例１と同様に運転した場
合のH2,COの収量と、CWMを直接に燃焼炉６に投入した場
合（比較例１）のH2,COの収量とを比較したところ、こ
の実施例の方がH2,COの収量が約15％多かった。
合のH2,COの収量と、CWMを直接に燃焼炉６に投入した場
合（比較例１）のH2,COの収量とを比較したところ、こ
の実施例の方がH2,COの収量が約15％多かった。
［発明の効果］ 以上の実施例からも明らかな通り、本発明方法による
と、炭素質燃料のスラリを加熱して水蒸気とした後、炭
素質燃料と水蒸気とを燃料炉に供給するので、H2,COの
収量が増大する。
と、炭素質燃料のスラリを加熱して水蒸気とした後、炭
素質燃料と水蒸気とを燃料炉に供給するので、H2,COの
収量が増大する。
第１図及び第２図は炭素質燃料の部分酸化方法のフロー
シートである。 ４……予熱器、５……加熱器、 ６……燃焼炉。
シートである。 ４……予熱器、５……加熱器、 ６……燃焼炉。
Claims (1)
- 【請求項１】固体の炭素質燃料を燃焼炉内にて部分酸化
させて少なくともCO,CO2及びH2を含むガスを発生させる
炭素質燃料の部分酸化方法において、炭素質燃料のスラ
リを加熱して炭素質燃料粉粒体と蒸気との混合物とし、
この混合物を前記燃焼炉に供給することを特徴とする炭
素質燃料の部分酸化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25300090A JPH0749589B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 炭素質燃料の部分酸化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25300090A JPH0749589B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 炭素質燃料の部分酸化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04130186A JPH04130186A (ja) | 1992-05-01 |
| JPH0749589B2 true JPH0749589B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=17245095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25300090A Expired - Lifetime JPH0749589B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 炭素質燃料の部分酸化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0749589B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002155288A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-05-28 | Yukuo Katayama | 石炭ガス化方法 |
| JP5230931B2 (ja) * | 2006-12-27 | 2013-07-10 | 三井造船プラントエンジニアリング株式会社 | 浮選濾過ケーキの改質処理方法 |
-
1990
- 1990-09-21 JP JP25300090A patent/JPH0749589B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04130186A (ja) | 1992-05-01 |
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